Электроснабжение удаленных потребителей

ВЕРЕТЕННИКОВ А.С., КузГТУ, г. Кемерово

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент ДОЛГОПОЛ Т.Л.

В России около 2/3 территории не имеет доступа к централизо-ванному энергоснабжению. Как правило, на этих территориях расположены поселки с низкой плотностью населения. Организация централизованного электроснабжения удаленных населенных пунктов требует как больших инвестиционных вложений, так и немалых эксплуатационных затрат.

В связи с этим электроснабжение удаленных потребителей осуществляется, как правило, от автономных дизельных электростанций. Рентабельность таких автономных источников питания крайне сомнительна, так как большая часть дизель-генераторов изношена. Кроме этого, затраты на дизельное топливо и его доставку из-за слабо развитой транспортной системы удаленных поселений многократно увеличивают себестоимость электроэнергии, продаваемой потребителям по установленным (регулируемым) тарифам. Совокупность всех факторов влияет на качество электроэнергии и на ограниченность времени электроснабжения (6–10 часов в сутки).

Тем не менее, обеспечение надежного электроснабжения потребителей, в том числе и на удаленных территориях и в районах с низкой плотностью населения, является важным направлением государственной политики. В связи с этим основной задачей при обеспечении электроэнергией удаленных потребителей является доведение себестоимости производства электроэнергии до эффективной.

Электроснабжение удаленных потребителей можно организовать следующими способами:

– созданием электросетевой инфраструктуры на базе существующих сетей с использованием новых технологий;

– созданием объектов малой генерации с питанием от них отдельных участков электрических сетей и потребителей;

– использованием моноэлектроснабжения (электроснабжение каждого потребителя от отдельного генерирующего источника) без создания электросетевой инфраструктуры – автономное электроснабжение.

Организация централизованного электроснабжения удаленных потребителей приводит к значительному увеличению потерь электроэнергии и снижению ее качества из-за большой протяженности линий электропередач, что вызывает необходимость перехода на более высокие классы напряжения.

Оптимальным решением является применение малой генерации на удаленных территориях. В качестве источников малой генерации для электроснабжения удаленных потребителей Кемеровской области были рассмотрены жидкотопливные установки, возобновляемые источники энергии и гибридные установки.

Использование современных жидкотопливных установок не решает проблему зависимости выработки электрической энергии от доставки топлива и высокой себестоимости электроэнергии.

Анализ климатических условий большинства изолированных районов Кузбасса показал, что наиболее эффективным и целесообразным является применение на этих территориях альтернативной энергетики. Главным недостатком возобновляемых источников энергии является необходимость аккумулирования вырабатываемой электрической энергии из-за непостоянства ее выработки. Стандартные способы накопления энергии с помощью литий-ионных аккумуляторов имеют ряд минусов: потеря емкости, разрядка в условиях низких температур и т.п., поэтому наиболее перспективным является водородное аккумулирование. Относительно большое количество солнечных часов в году (2000) в Кемеровской области и среднее значение инсоляции (3,5 кВт∙ч/м²) показывают, что использование солнечной энергии весьма эффективно.

Решением проблемы временной неоднородности выработки электрической энергии ВИЭ является применение гибридных электроустановок, например, дизель – солнечных установок. В дневное время электроснабжение потребителей может осуществляться от солнечных панелей, а в ночное время – от накопителя энергии и дизель-генераторной установки.

Статистика применения гибридных электроустановок показывает, что использование потенциала ВИЭ позволит сократить объемы потребления дизельного топлива на 70 %, обеспечив тем самым снижение себестоимости электрической энергии и стабильность электроснабжения удаленных потребителей, а также снизить количество выбросов, негативно влияющие на окружающую среду.

УДК 621.314.2